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        手機屏幕的變遷史:真全面屏為何猶抱琵琶半遮面?

        作者:陳玲麗 時間:2022-04-08 來源:電子產品世界 收藏

        業界對于超高屏占比設計的一個比較寬泛的定義。從字面上解釋就是的正面全部都是,手機的四個邊框位置都是采用無邊框設計,追求接近100%的屏占比。

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/202204/432877.htm

        ”的提法是用小米在2016年發布第一代MIX時推出的,但手機最早的形態出現則是出自于夏普手機。

        全面屏概念的出現

        早在2014年夏普就曾發布過極窄邊框設計的一款智能手機AQUOS Crystal,將聽筒取消而配備了骨傳導方案,實現了手機正面開孔的最少化。不過,這款手機在當時沒有引起較大的反響,但卻為日后全面屏的演進奠定了基礎。

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        2016年10月小米在發布Note2時,同步推出了全面屏概念手機小米MIX,將智能手機的上下邊框進行了收窄,使屏占比達91.3%。不過,小米MIX為了追求更窄的上邊框,在設計上做了極具差異化的設計 —— 將前置攝像頭放置到了MIX的右下角。

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        小米MIX的發布也并未引起整個智能手機行業的集體沖動,現如今人們對全面屏概念最直觀的了解就是比例從傳統的16:9式的變成為18:9式,19.5:9式或者更長。

        而第一款說是18:9式的手機是LG在2017年2月份發布的一款手機LG G6,對稱式的更大給了我們更多的驚喜。而隨后在2017年5月份三星發布S8系列,18:9屏幕加上雙曲面屏,2K分辨率的AMOLED屏幕,仿佛讓我們看到了未來的手機屏幕。

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        根據定義來說,全面屏的概念是正面是100%的屏占比,而時至今日仍未有一款手機屏占比可以達到正面100%,多停留在90%左右。加上一些挖孔,水滴等的設計,屏占比也是進一步的下降。

        手機屏幕的變遷史

        手機屏幕未來發展的方向是全面屏,無論是水滴屏、挖孔屏、甚至是劉海屏都可以稱之為異形屏。當前科技力量尚未達到全面屏的生產條件,臨時性的一種過渡性的解決方案。

        • 滑蓋全面屏

        前置攝像頭是最容易影響屏占比參數的存在,為了徹底解放手機的“額頭”,2018年以OPPO Find X、榮耀Magic 2、小米MIX3和聯想Z5 Pro為代表的產品帶來了“滑蓋全面屏”的設計,它們在屏幕和機身之間藏有滑軌,握住手機上/下滑屏幕(Find X內置馬達)就能露出隱藏的前置攝像頭模塊。

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        原本以為滑蓋全面屏會成為未來一段時期的潮流趨勢,沒想到它們卻遭遇了“誕生即絕唱”的待遇。沒辦法,滑蓋設計勢必要將手機從中間一分為二,從而導致用來安置前后攝像頭和電池的空間變小,進而影響續航和拍照質量。還有被質疑機械結構的耐用性,以及升降模塊縫隙積灰等問題。

        • 升降攝像頭

        導致滑蓋全面屏預冷的另一個因素,則是升降攝像頭方案的不斷成熟。這項最早誕生于2018年初并僅限旗艦手機享用的技術,逐漸呈現出了普及的態勢,上有vivo NEX3這種頂級旗艦,下至realme X和榮耀9X這種千元價位的手機,都通過可隨時彈出的前置攝像頭獲得了超過90%的屏占比。

        當然,為了提升辨識度并與競品拉開差距,升降攝像頭方案也有很多改進的空間。比如集成兩顆攝像頭、改用獨特形狀結構、添加額外的柔光燈、在升降模塊兩側添加LED呼吸燈效等等。

        從使用壽命和安全角度來看,采用這種設計手機的鏡頭模塊都擁有至少20萬次的升降次數,并引入了跌落保護功能,當系統監測到手機下墜時攝像頭會自動降回手機體內。在更先進的屏下攝像頭技術進入商業化量產以前,升降攝像頭是現階段實現“真·全面屏”設計的最經濟解決方案之一。

        • 挖孔屏

        從成本的角度來看,“異形屏”較之升降攝像頭更具優勢,也因此成為普及度最高的全面屏方案。原本占據統治地位的“水滴屏”遭受“挖孔屏”的沖擊,現在幾乎所有品牌都先后推出了采用該方案設計的產品。

        2018年底,三星Galaxy A8s和榮耀V20成為了“挖孔屏”方案手機的鼻祖,它們都在屏幕的一角“挖”出了一個小孔,里面鑲嵌著前置攝像頭模塊,從而“解放”了原本屬于劉海、水滴和珍珠屏幕上方頂部的凸起空間。

        這種設計的好處是,在熄屏狀態下實現了“正面幾乎都是屏幕”的感官特效,在亮屏后這個小孔的位置也不算特別醒目,在優化過的UI界面的幫助下可以帶來更完美的沉浸感。

        而采用挖孔屏方案的手機之間,比拼的則是挖孔位置、屏幕材質,以及挖孔背后的技術是“通孔”還是“盲孔”技術。對LCD(IPS)屏幕材質而言,“盲孔”方案可以讓攝像頭的孔徑更小。相對而言,OLED(包括AMOLED)+挖孔屏可以實現更完美的顯示效果,也能將孔徑進一步縮小,目前最小的OLED屏幕孔徑只有2.98mm,可以進一步還原純凈屏幕。

        在未來一段時間里,能塞進2顆攝像頭的雙挖孔和追求更小孔徑的全面屏方案將會成為一股不容小覷的力量,只要系統UI優化的足夠好,這些孔洞也不會明顯影響既視感。

        • 劉海屏

        劉海屏是蘋果手機主推的技術方案,華為Mate系列旗艦機型也采用了此種方式。如果從外觀的角度來考慮,這種方案遠遠不及水滴屏、挖孔屏。但是沒有辦法,蘋果重視面部識別技術,劉海屏就是為了實現3D結構光,提供給用戶更好的使用體驗。

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        • 瀑布屏

        無論是挖孔屏還是升降攝像頭方案,它們只能最大限度壓縮手機屏幕的“額頭”(上邊框),最先進的COP屏幕封裝工藝也只能壓縮屏幕的“下巴”(下邊框),對屏幕兩側的邊框毫無辦法,哪怕是3D雙曲面屏幕也無法擺脫左右邊框的束縛。

        隨著2019年9月vivo NEX3和華為Mate 30 Pro的上市,這個問題終于得以解決。這兩款新品的最大特色,就是采用了全新的3.5D“瀑布屏”設計,屏幕兩側邊緣以接近垂直的狀態向下彎曲,猶如兩泓飛瀑,恰好可以覆蓋整個邊框,在主視角下幾乎是0mm的邊框。

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        為了避免持握時的誤觸,采用瀑布屏設計的手機都會在系統層面對屏幕兩側的觸控功能進行限制,瀑布屏邊緣向下垂直的部分只能用于顯示而無法操作,只有正對用戶部分的正面屏幕才能對觸控操作進行響應。

        考慮到90°瀑布屏的良品率較低,成本高,屏幕更易碎裂,還存在誤操作的問題。所以現在不少新品會采用適當降低曲率的“飛瀑屏”,比如榮耀30 Pro就是70°曲率。不知道未來是否還會有瀑布屏的發展空間。

        • 折疊屏

        除了偏概念的瀑布屏以外,折疊屏技術也終于從夢想照進了現實。三星Galaxy Fold、華為Mate X和摩托羅拉Razr折疊屏手機都實現了商業化量產。需要注意的是,折疊屏的成本比瀑布屏還要高,所以在未來一段時間它面向的用戶群體也極其有限。

        屏下攝像頭是真全面屏的最大希望

        要實現真正的全面屏,就必須解決包括前置攝像頭、聽筒、距離傳感器還有指紋識別的位置問題。目前聽筒的骨傳導方案和屏幕下指紋識別基本成型,在一段時間的優化改良后會得到普遍應用。而前置攝像頭還沒有辦法小到被“隱藏”起來,因此在接下來推出的全面屏手機都至少會有前攝這個大黑點。

        雖然通過升降式攝像頭、雙屏設計等特別方案可以實現真全面屏效果,但這些方式存在明顯的缺點,終究不是最優的解決方案。當前攝模組變得越來越小后,將其隱藏到屏幕下面似乎具備了一定的可行性,于是屏下攝像被寄予的期望越來越高。

        屏下攝像頭技術的出現,可以讓“真·全面屏”手機無需改變現有形態,相比其它真全面屏方案優勢十分明顯,應該也是目前實現真全面屏的最優解。如果不出意外,采用屏下攝像頭方案的手機將成為頂級市場中的又一個爆點。

        屏下攝像頭技術通過對前置攝像頭區域的屏幕進行特殊處理,既可以透光也能顯示,從而同時兼顧攝像頭拍攝和屏幕顯示功能。在不使用攝像頭時,能實現真全面屏顯示,沒有異形區域干擾視覺效果,帶來真全面屏體驗,這也是屏下攝像頭技術備受期待的原因之一。

        真全面屏為何難產

        透明屏幕乍一聽是黑科技,但它的原理其實很好理解,在生活中就能找到相似的案例:在許多地鐵車門的玻璃上,我們經常會看到一種布滿細密打孔的廣告貼紙,一面是純黑色,另一面則印有廣告圖案。當我們從車門外看時,可以透過貼紙(純黑色面)大概觀察到車內情況,而從車廂內看時,又能清楚地看到廣告圖案。

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        這種貼紙被稱為單透貼,它形象地還原了手機OLED屏幕的工作原理,貼紙上的圖案就相當于OLED屏幕上無數個發光像素點。當貼紙上的打孔越多,圖案面積就越小,也就代表屏幕上的像素密度越低。

        屏下攝像區域對應的屏幕就是利用了這種特性,當顯示黑色時(屏幕不發光),就相當于從車外透過貼紙(純黑色面)看車內,由于布滿無數開孔,又沒有其他色彩信息干擾,所以屏幕透明度自然就提高了。

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        簡單來說,要實現屏幕下攝像頭的成像,關鍵就是要讓傳感器感知接受光,可是因為普通的顯示面板是不透光的,那就要對顯示面板進行處理。

        目前屏幕PPI(Pixels Per Inch,即每英寸對角線上所擁有的像素數目)大約在400左右,而PPI在這個水平,相機中光的透過率是很低的,這樣就嚴重影響了拍照效果。如果把PPI降低,提高透過率,就會出現顯示區域的PPI和整個屏幕的PPI差距很大,從而出現顯示區域有色塊等現象。

        在屏下攝像區域的屏幕上,手機廠商降低像素密度的方法大體有三種,一種是減少像素點數量,另一種是縮小像素點面積,還有一種是改變像素排列的方式。不過,這樣做雖然能使透光率增加,但也降低了屏幕分辨率。而手機屏幕是一個整體,不能因為小小一點而犧牲整體,所以考慮到其他區域的顯示效果,如今屏下攝像手機的屏幕就變成了一點+一面的組合,更像是兩塊屏幕的拼接。

        屏下攝像頭技術很美好,但也有需要解決的問題,其中最需要關注的就是屏幕顯示效果和成像效果。屏下區域在不拍照時要保持正常顯示,拍照的時候這個區域要做透光,實際上屏幕分辨率和素質越好,透光性能便越會下降,這是一個矛盾。

        屏下攝像頭區域屏幕經過了特殊處理,顯示效果上有可能會與主屏幕有區別,出現紗窗效應,讓屏幕顯示沒有那么完美。值得注意的是,當像素變小之后,副屏要維持和主屏一樣的亮度需更高的能量,這樣會造成副屏像素老化的速度更快。同時柔性屏是目前高端旗艦機型的標配,本身存在像素老化問題,因此理論上屏下攝像頭上方的副屏部分的老化速度會更快。

        另外,屏下攝像頭區域的透光率決定著前置攝像頭拍攝時的成像質量,但因為要兼顧屏幕顯示效果,屏幕透光率會有所降低,屏下攝像頭接收到的光線變少,還可能會有雜光干擾等,想要得到一張高質量的照片,需要攻克重重難關。

        首款量產的屏下攝像手機是2020年9月發布的中興Axon 20 5G,在此之前,OPPO首先在2019年6月份發布了屏下攝像展示機,vivo緊隨其后推出了APEX 2020概念機。但無論是量產機還是概念機的表現都并不出色,顯示淺色畫面時紗簾效應尤為明顯。

        中興在2021年7月底發布了旗下第二代屏下攝像頭手機Axon 30系列,與上一代相比,自拍效果更好,屏幕的顯示效果也顯著提高。包括OPPO、小米、三星在內的頭部手機廠商均將量產搭載屏下攝像頭技術的手機,機型包括小米MIX 4、三星Galaxy Z Fold3等。此外還有消息稱,榮耀也會推出搭載屏下攝像頭的機型。

        從某種意義上來說,各品牌都在屏下攝像頭技術上試水。雖然已經有一批廠商開始商用,但距離產業真正爆發還需要一些時間。預計接下來,隨著該技術進一步成熟,將有更多廠商涌入屏下攝像頭賽道。

        在如今競爭激烈的手機市場,或許100%全面屏的視覺感知并不是很強,但這是現階段手機形態和功能進化的最佳努力點,同時也能夠有效盤活相關技術產業鏈。



        關鍵詞: 手機 屏幕 全面屏

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